三極管的工作狀態(tài)及應用

李新

摘 要：半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。本文主要闡述了三極管的工作狀態(tài)及其在不同狀態(tài)下的應用。

關鍵詞：三極管 工作狀態(tài) 應用

中圖分類號：TN32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0106-01

半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。

1 三極管的工作狀態(tài)

三極管在電路中一般表現(xiàn)出三種工作狀態(tài)：截止狀態(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。

1.1 截止狀態(tài)

當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓時，基極電流為零，三極管處于截止狀態(tài)。實際上為了使三極管可靠地截止，常使UBE≤0，此時發(fā)射結和集電結均處于反向偏置狀態(tài)，[1]集電極和發(fā)射極之間相當于開關的斷開狀態(tài)。

1.2 放大狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結反向偏置時，三極管處于放大狀態(tài)。這時基極電流的微小變化，會引起集電極電流的較大變化，三極管具有電流放大作用。

1.3 飽和狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結也正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。這時基極電流較大，集電極電流也較大，但集電極電流不再隨著基極電流的變化而變化，三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，相當于開關的導通狀態(tài)。

2 三極管不同狀態(tài)下的應用

2.1 三極管放大狀態(tài)下的應用

三極管處于放大狀態(tài)時具有電流放大作用，利用這一特點，三極管常用在模擬放大電路中。

三極管對小信號實現(xiàn)放大作用時，基本放大電路有三種不同的連接方式：共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法。

在共發(fā)射極接法中，常用的放大電路有固定式偏置電路、分壓式偏置電路和帶有射極電阻的固定式偏置電路。固定式偏置電路靜態(tài)工作點不太穩(wěn)定，受溫度的影響，輸出信號容易產(chǎn)生失真，故在實際中常采用分壓式偏置電路以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路如圖1所示。

共發(fā)射極接法放大電路因其電壓放大倍數(shù)比較高，而得到廣泛的應用，在多級放大電路中，多用作中間級。

在共集電極接法中，負載接在發(fā)射極，輸出電壓從發(fā)射極輸出，因此，叫射極輸出器。因輸出電壓與輸入電壓同相，輸出信號跟隨輸入信號的變化而變化，因此，射極輸出器又稱為射極跟隨器或電壓跟隨器。射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)略小于1，沒有電壓放大作用，但有一定的電流放大作用和功率放大作用。在多級放大電路中，射極輸出器作為輸入級可減輕信號源的負擔，作為輸出級可提高放大電路的帶負載能力，作為中間級起阻抗變換作用，使前后級共發(fā)射極放大電路阻抗匹配，實現(xiàn)信號的最大功率傳輸。[2]

在共基極接法中，交流信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出。該電路沒有電流放大作用，但具有電壓放大作用，而且其頻率特性比較好，一般多用于高頻或?qū)掝l帶放大電路及恒流源電路。

2.2 三極管截止和飽和狀態(tài)下的應用

三極管處于截止狀態(tài)時相當于開關的斷開狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)時相當于開關的導通狀態(tài)，利用這種開關特性，三極管常用在數(shù)字電路中。

在穩(wěn)定狀態(tài)下，三極管只能工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，它的輸出端要么處于高電位，要么處于低電位，即要么有信號輸出，要么無信號輸出。實際應用時，由于三極管需要頻繁地在斷開和閉合狀態(tài)之間進行切換，因此為了提高開關速度，常使三極管工作在淺飽和區(qū)狀態(tài)。

三極管的開關特性常見的具體應用有：用于彩色電視機、通信設備的開關電源；用于驅(qū)動電路，驅(qū)動發(fā)光二極管、蜂鳴器、繼電器等器件；用于彩色電視機行輸出管；用于開關電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路、低頻功率放大電路、電流調(diào)整等；在冶金、機械、紡織等工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，光電開關可作指示信號，指示加工工件是否存在或存在的位置。[3]

開關三極管因其壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、開關速度快、體積小等特點，得到越來越廣泛的應用。

掌握了三極管的各種工作狀態(tài)，了解了三極管的基本應用，在分析和設計更復雜電路時，就能靈活運用。

參考文獻

[1] 袁明文，謝廣坤.電子技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2013：11.

[2] 李仁華，馮赟.電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010：44.

[3] 于敏，李閩.三極管開關特性探討[J].硅谷，2012（1）：24.endprint

摘 要：半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。本文主要闡述了三極管的工作狀態(tài)及其在不同狀態(tài)下的應用。

關鍵詞：三極管 工作狀態(tài) 應用

中圖分類號：TN32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0106-01

半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。

1 三極管的工作狀態(tài)

三極管在電路中一般表現(xiàn)出三種工作狀態(tài)：截止狀態(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。

1.1 截止狀態(tài)

當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓時，基極電流為零，三極管處于截止狀態(tài)。實際上為了使三極管可靠地截止，常使UBE≤0，此時發(fā)射結和集電結均處于反向偏置狀態(tài)，[1]集電極和發(fā)射極之間相當于開關的斷開狀態(tài)。

1.2 放大狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結反向偏置時，三極管處于放大狀態(tài)。這時基極電流的微小變化，會引起集電極電流的較大變化，三極管具有電流放大作用。

1.3 飽和狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結也正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。這時基極電流較大，集電極電流也較大，但集電極電流不再隨著基極電流的變化而變化，三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，相當于開關的導通狀態(tài)。

2 三極管不同狀態(tài)下的應用

2.1 三極管放大狀態(tài)下的應用

三極管處于放大狀態(tài)時具有電流放大作用，利用這一特點，三極管常用在模擬放大電路中。

三極管對小信號實現(xiàn)放大作用時，基本放大電路有三種不同的連接方式：共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法。

在共發(fā)射極接法中，常用的放大電路有固定式偏置電路、分壓式偏置電路和帶有射極電阻的固定式偏置電路。固定式偏置電路靜態(tài)工作點不太穩(wěn)定，受溫度的影響，輸出信號容易產(chǎn)生失真，故在實際中常采用分壓式偏置電路以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路如圖1所示。

共發(fā)射極接法放大電路因其電壓放大倍數(shù)比較高，而得到廣泛的應用，在多級放大電路中，多用作中間級。

在共集電極接法中，負載接在發(fā)射極，輸出電壓從發(fā)射極輸出，因此，叫射極輸出器。因輸出電壓與輸入電壓同相，輸出信號跟隨輸入信號的變化而變化，因此，射極輸出器又稱為射極跟隨器或電壓跟隨器。射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)略小于1，沒有電壓放大作用，但有一定的電流放大作用和功率放大作用。在多級放大電路中，射極輸出器作為輸入級可減輕信號源的負擔，作為輸出級可提高放大電路的帶負載能力，作為中間級起阻抗變換作用，使前后級共發(fā)射極放大電路阻抗匹配，實現(xiàn)信號的最大功率傳輸。[2]

在共基極接法中，交流信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出。該電路沒有電流放大作用，但具有電壓放大作用，而且其頻率特性比較好，一般多用于高頻或?qū)掝l帶放大電路及恒流源電路。

2.2 三極管截止和飽和狀態(tài)下的應用

三極管處于截止狀態(tài)時相當于開關的斷開狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)時相當于開關的導通狀態(tài)，利用這種開關特性，三極管常用在數(shù)字電路中。

在穩(wěn)定狀態(tài)下，三極管只能工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，它的輸出端要么處于高電位，要么處于低電位，即要么有信號輸出，要么無信號輸出。實際應用時，由于三極管需要頻繁地在斷開和閉合狀態(tài)之間進行切換，因此為了提高開關速度，常使三極管工作在淺飽和區(qū)狀態(tài)。

三極管的開關特性常見的具體應用有：用于彩色電視機、通信設備的開關電源；用于驅(qū)動電路，驅(qū)動發(fā)光二極管、蜂鳴器、繼電器等器件；用于彩色電視機行輸出管；用于開關電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路、低頻功率放大電路、電流調(diào)整等；在冶金、機械、紡織等工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，光電開關可作指示信號，指示加工工件是否存在或存在的位置。[3]

開關三極管因其壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、開關速度快、體積小等特點，得到越來越廣泛的應用。

掌握了三極管的各種工作狀態(tài)，了解了三極管的基本應用，在分析和設計更復雜電路時，就能靈活運用。

參考文獻

[1] 袁明文，謝廣坤.電子技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2013：11.

[2] 李仁華，馮赟.電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010：44.

[3] 于敏，李閩.三極管開關特性探討[J].硅谷，2012（1）：24.endprint

摘 要：半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。本文主要闡述了三極管的工作狀態(tài)及其在不同狀態(tài)下的應用。

關鍵詞：三極管 工作狀態(tài) 應用

中圖分類號：TN32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0106-01

半導體三極管是電子電路的重要元件，它在不同的外部條件下表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)，從而具有多種不同的功能，因此得到了廣泛的應用。

1 三極管的工作狀態(tài)

三極管在電路中一般表現(xiàn)出三種工作狀態(tài)：截止狀態(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。

1.1 截止狀態(tài)

當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓時，基極電流為零，三極管處于截止狀態(tài)。實際上為了使三極管可靠地截止，常使UBE≤0，此時發(fā)射結和集電結均處于反向偏置狀態(tài)，[1]集電極和發(fā)射極之間相當于開關的斷開狀態(tài)。

1.2 放大狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結反向偏置時，三極管處于放大狀態(tài)。這時基極電流的微小變化，會引起集電極電流的較大變化，三極管具有電流放大作用。

1.3 飽和狀態(tài)

當三極管的發(fā)射結正向偏置，且加在發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，集電結也正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。這時基極電流較大，集電極電流也較大，但集電極電流不再隨著基極電流的變化而變化，三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，相當于開關的導通狀態(tài)。

2 三極管不同狀態(tài)下的應用

2.1 三極管放大狀態(tài)下的應用

三極管處于放大狀態(tài)時具有電流放大作用，利用這一特點，三極管常用在模擬放大電路中。

三極管對小信號實現(xiàn)放大作用時，基本放大電路有三種不同的連接方式：共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法。

在共發(fā)射極接法中，常用的放大電路有固定式偏置電路、分壓式偏置電路和帶有射極電阻的固定式偏置電路。固定式偏置電路靜態(tài)工作點不太穩(wěn)定，受溫度的影響，輸出信號容易產(chǎn)生失真，故在實際中常采用分壓式偏置電路以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路如圖1所示。

共發(fā)射極接法放大電路因其電壓放大倍數(shù)比較高，而得到廣泛的應用，在多級放大電路中，多用作中間級。

在共集電極接法中，負載接在發(fā)射極，輸出電壓從發(fā)射極輸出，因此，叫射極輸出器。因輸出電壓與輸入電壓同相，輸出信號跟隨輸入信號的變化而變化，因此，射極輸出器又稱為射極跟隨器或電壓跟隨器。射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)略小于1，沒有電壓放大作用，但有一定的電流放大作用和功率放大作用。在多級放大電路中，射極輸出器作為輸入級可減輕信號源的負擔，作為輸出級可提高放大電路的帶負載能力，作為中間級起阻抗變換作用，使前后級共發(fā)射極放大電路阻抗匹配，實現(xiàn)信號的最大功率傳輸。[2]

在共基極接法中，交流信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出。該電路沒有電流放大作用，但具有電壓放大作用，而且其頻率特性比較好，一般多用于高頻或?qū)掝l帶放大電路及恒流源電路。

2.2 三極管截止和飽和狀態(tài)下的應用

三極管處于截止狀態(tài)時相當于開關的斷開狀態(tài)，處于飽和狀態(tài)時相當于開關的導通狀態(tài)，利用這種開關特性，三極管常用在數(shù)字電路中。

在穩(wěn)定狀態(tài)下，三極管只能工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，它的輸出端要么處于高電位，要么處于低電位，即要么有信號輸出，要么無信號輸出。實際應用時，由于三極管需要頻繁地在斷開和閉合狀態(tài)之間進行切換，因此為了提高開關速度，常使三極管工作在淺飽和區(qū)狀態(tài)。

三極管的開關特性常見的具體應用有：用于彩色電視機、通信設備的開關電源；用于驅(qū)動電路，驅(qū)動發(fā)光二極管、蜂鳴器、繼電器等器件；用于彩色電視機行輸出管；用于開關電路、高頻振蕩電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、脈沖電路、低頻功率放大電路、電流調(diào)整等；在冶金、機械、紡織等工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，光電開關可作指示信號，指示加工工件是否存在或存在的位置。[3]

開關三極管因其壽命長、安全可靠、沒有機械磨損、開關速度快、體積小等特點，得到越來越廣泛的應用。

掌握了三極管的各種工作狀態(tài)，了解了三極管的基本應用，在分析和設計更復雜電路時，就能靈活運用。

參考文獻

[1] 袁明文，謝廣坤.電子技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2013：11.

[2] 李仁華，馮赟.電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010：44.

[3] 于敏，李閩.三極管開關特性探討[J].硅谷，2012（1）：24.endprint